Hvězdný diagram statistika nuda je, má však cenné údaje ... náhodný vzorek - skupina osob 0.4 H sportovci na ZOH 2018 150 H T 70 80 hmotnost 1-T 100 110 lksl obdobně i ve světě hvězd Trocha 1889 - Carl Vilhelm Ludvig Charlier - 1. tabulka 1905 - Ejnar Hertzsprung - studium hvězd známých absolutních hv. velikostí a sp. tříd - pro červené hvězdy konstatoval rozdíly ve hv. vel. (sp. třída byla stejná) - jasnější hvězdy označil za „velryby mezi rybami" Výstup jen tabulka! - graf pro Plejády z roku 1906 nepublikoval 1909 - Karl Schwarzschild - pozval EH do Góttingenu, kde toho roku pobýval i Rosenberg 1910 - Hans Oswald Rosenberg - 1. graf. podoba HRD, pro Plejády (na doporučení K. Schwarzschilda) 1911 - Hertzsprung - grafický výstup pro Hyády a Plejády ■.íoa-: woc =— 3I( *já dv -HL O0 - qod MK--- - IIM - -I faSM- ác Y hSíO UN *.<« -i— — mag mag 1913 - Henry Norris Russell - vztah mezi zářivým výkonem a teplotou hvězdy; stejný výsledek - termíny „obři" a „trpaslíci"; výstupem diagram - závislost mezi absolutní hvězdnou velikostí a spektrální třídou hvězd ■ Á F C K H H V RUSSELL* mul Diiftnir- ocrDdcntliAr In Popular A*i™ tuliu fpiLi'ili'F- í ■ » Min CANNON. >.iw»lr. hltrtmté H«lli|k*it Hertzsprungův-Russellův diagram Absolutní hvězdná velikost - mírou zářivého výkonu hvězd, spektrální třída souvisí s povrchovou teplotou hvězd => z fyzikálního hlediska HR diagram = závislost zářivého výkonu na povrchové teplotě hvězd -10 1C*6 Nizká (záporná) absolutní hvězdná velikost— > > ■n N Vysoká (kladna) absolutní hvězdná velikost ■MS 1ÍT4 Osy H R diagramu 30 000 Efektivní teplota (K) 2 500 3 Barevný index A F G Spektrální třída +2,0 < Na scéně jsou obři a trpaslíci významná místa v HRD: hlavní posloupnost - nejvíce hvězd (přes 90 %) - pás, který probíhá od horkých a zářivých hvězd k chladným hvězdám s malým výkonem obři (červení obři) a veleobři - relativně nízké povrchové teploty, vysoké výkony bílí trpaslíci - malé zářivé výkony, vysoké povrchové teploty červení trpaslíci - hvězdy spektr, tříd K a M s malým zářivým výkonem bílí trpaslíci; 6.0% podtrpaslíci; 0.5% obři a veleobři; 1.0% hlavní posloupnost; 92.5% Četnosti hvězd v okolí Slunce (1000 nejbližších hvězd) Star brightness vs. temperature Main sequence stars m my .aPb? Giants and supergiants * -White dwarfs M stars B5 Sp«t(4l (lass ■ - ■ 7,000 6, Surface temperature (Kelvin) ~ MO . • ,M5#'' . 3,500 ,£500 • ' • «■ 0.0000001 -> GAIA'S HERTZSPRUNG-RUSSELL DIAGRAM □j TU TO E TO Ľ3 30000 7000 5000 4000 ,1_,_j_._i_i_ 300 0 S u rfac e temp e ratu re (K) 10 15 n-1—r—i— OB A F G M Stellar type -1- 0 bluer 1 h 1000O - 1000 - 100 h 10 ■ 1 ■ 0.1 J - 0.01 0X01 30,000 -10 r-r -5 U Ol- Absolute Magnitude +5h +10 h +15 Temperature (Kelvin) 10,000 5000 1-1- 3000 T .. Supergiantš. v ' %& Horizontály \\-.%&Í$É®}V'' 10,000 i 100 m, Main sequence White dwarfs _i_i_ H 1.0 H 0.01 Luminosity (Sun = 1) B A F G Spectral Class K M Gaia BP-RP colour tedder ■ https://voutu.be/vTKYZIgvH3c https://voutu.be/eJOCObOX430 Luminozitní třídy - Morganova-Keenanova (MK) klasifikace nejprve 1943 Morgan, Keenan, Kellman(ová) (MKK) 1953 revize - Morgan, Keenan (MK) zjemnění spektrální klasifikace hvězd určují se podle profilu spektrální čar ionizovaných prvků, citlivých na tlak v atmosféře absolutní hvězdná velikost Wv :> spektrální typ - informace o povrchové teplotě hvězdy luminozitní třída - informace o tlaku v atmosféře hvězdy Značení: přidává se ke spektr, typu (a podtypu) - římské číslice a příp. písmena - např. K2 III BO AO FO GO KO MO spektrální Irida O - extrémně zářiví veleobři la - jasní veleobři - Betelegeuse Ib - (normální) veleobři - Antares II - jasní obři (nadobři) - Canopus III - (normální) obři - Aldebaran IV - podobři - Procyon V - hvězdy hlavní posloupnosti - Slunce VI (sd) - podtrpaslíci - Kapteynova hvězda (např. sdB5 nebo B5VI) VII (D) - bílí trpaslíci - Sírius B (např. červení, hnědí trpaslíci :> spektrální typ - informace o povrchové teplotě hvězdy luminozitní třída - informace o tlaku v atmosféře hvězdy => spolu spektr, typ + lum. třída => rámcová informace o velikostihvězdy absolutní hvězdná velikost M [mag] poloměr R = 100 Äs OBA K M spektrální třída HR diagram of nearby stars w 1KJKJ' +- c 101 L T) 1 I o (íl zri -H1 10 n c _1 10 1 0 . 1 0.01 0 . 001 - .11. X.'::' ľ jjjgf;- : - - TÍ - :'ľ.■ ■" "• R = 10 R, R= lRň R= (URÔ 20000 10000 6000 4000 2Ě Temperature (Kelvin) HRD = nejdůležitější astrofyzikální diagram Odhad vzdálenosti hvězdy - z pozorované hvězdné velikosti a spektra (spektr, třídy a typu (umístění v HRD - hlavní posloupnost, obři, trpaslíci...)); z HRD odečtená absolutní hvězdná velikost a pozorovaná hvězdná velikost => vzdálenost výzkum hvězdokup - např. stáří hvězdokup nebo určení vzdálenosti hvězdokupy od Země test platnosti teorií stavby a vývoje hvězd Otázky k diskusi: Má hvězda stabilní místo v HRD nebo se mění? Proč? Krátkodobé změny] Dlouhodobé změny] proměnné hvězdy p vývoj hvězd tempcfa&jfo surface lemperalure (KeMn) cJecreasng _ lem pa-b lure E ■ II- ÍOOD M—*—^ Stopy hvězdného vývoje v HRD po dobu života hvězdy se mění její místo v HR diagramu proč? změna parametrů hvězdy (poloměr, zářivý výkon, teplota) https://astro.unl.edu/nativeapps/ NAAP Labs - vl.l.msi https://astro.unl.edu/mobile/HRdiaqram/HRdiaqramStable.html https://starinabox.lco.globál/ https://www.edumedia-sciences.com/en/media/920-hr-diaqram 4 - J 2 - o O - i—i—i—i—i i i i—r I 1 1 1 I ~i—i—i—r-'- MPA 08 BaSTT (w/overshoot) BaSTT 04 Padovo 08 _L _L 4.4 4.2 4 3.8 3.6 log (Te(f/K) 3.4 Core hydrogen burning Core he 1iun burn ing Other phases During this reef giant phase, helium is being transformed into carbon in the core, while hydrogen burns in a spherical shell. Z = 0.02 5 solar r Testy hvězdné struktury a vývoje Osamocené hvězdy => oddělené dvojhvězdy: > velmi hmotné hvězdy > hvězdy s nízkou hmotností > planetární systémy, exoplanety Dvojhvězdy a vícenásobné hvězdné soustavy 8 I ■-1 i-1-1 i-1—|-1—i-1-1—|-1—i-1—i-1— 5500 5000 4500 4000 Barevný diagram = obdoba (náhražka HRD) - místo spektrální třídy barevný index, - místo absolutní hvězdné velikosti pozorovaná hvězdná velikost, Jen pro hvězdy v cca stejné vzdálenosti od nás! B-V Důvod - nelze pořídit spektra hvězd s rozlišením pro spektrální klasifikaci - měření barevného indexu (míry povrchové teploty hvězd) z fotometrie využití - určení vzdálenosti hvězdokup, stáří hvězdokup postup — sestrojíme barevný diagram pro hvězdokupy se známou vzdáleností => na svislé ose přímo absolutní hvězdné velikosti - sestrojíme ve stejném měřítku „normální" barevný diagram s pozorovanými hvězdnými velikostmi na svislé ose pro jinou hvězdokupu - ztotožníme-li hlavní posloupnosti hvězdokup => rozdíl stupnic pozorovaných a absolutních hvězdných velikostí hvězdokup (posun ve svislém směru) = modul vzdálenosti druhé hvězdokupy => její vzdálenost HRD pro hvězdy v blízkosti Slunce iß 1 *6 s > -4 -m c "S -2 < +4 l~ Hlavn IposloLJpnos B I " 5 > -2 -n c "O .a o e 1 i* 3 g 4 HRD pro kulovou hvězdokupu M5 h + /. Persei h + f. Persei Plejády M11 Coma H + P Hyády Praesepe ,NGC 752 Slunce 0.4 0.8 1.2 1^6 2,1} Barevný index B-V Barevný index B-V HRD pro různé otevřené hvězdokupy HRD pro otevřenou hvězdokupu x a h Persei HR diagramy pro hvězdokupy s daty GAIA DR2 GBP - GR IC-£iia£i&) Otevřené hvězdokupy Kulové hvězdokupy I 5 HR diagram = klamný obraz světa hvězd silně se uplatňuje výběrový efekt! velmi zářivé hvězdy - pozorovatelné zdaleka x slabé jen v bezprostředním okolí Slunce => velké zastoupení obrů, veleobrů a hvězd z horního konce hlavní posloupnosti x červených a bílých trpaslíků relativně málo > 5 Rigel 0 0 Canopus -5 o Hadar 0 Achernar o Vega 0 9 Sirius A Procyon o Capella o Arcturus o 5 Toliman 3 Slunce • a Cen B 10 • Sirius B HD 95735 • Barnardova • 15 i i Proxima • BO A0 FO G0 KO MO spektrální třída Hertzsprungův-Russellův diagram pro nejjasnější hvězdy (prázdné kotoučky) a nejbližší hvězdy (plné kotoučky). -10 -I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I- o Bright stars ® Near stars y * ~ * «> %s 5 E- 10 E- 15 Sun 20 ill Hot ill.........I.........I.........I I I i- 0.5 1.5 B-V Coo\ The H-R diagram of Astronomers Peer reviewed scientific papers (ln(Uriintf 'luriOnol p4ptri in proi;-*»«!i(m hjt (BCIC m!h r<-« plfm) mo !0 I *Pff.JSli-M-:irnl^. T.tj I-......—I—r 4rpBrian '■■!• "Pro! Carl Sag-in Pror MmhiB Hakt Media stars ft (tor Mithe* Mjyer Academic *Pro'Ewrr vdn Dimopit giants *Lc,Hl"art"1 * * + ^ D' Neil ^